KR101073191B1 - Battery cell assembly and method for assembling the battery cell assembly - Google Patents

Battery cell assembly and method for assembling the battery cell assembly Download PDF

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Abstract

배터리 셀 어셈블리 및 상기 배터리 셀 어셈블리를 어셈블링하는 방법이 제공된다. 상기 배터리 셀 어셈블리는 제1 및 제2 배터리 셀들 사이에 배치되는 열교환기를 가지는 제1 및 제2 배터리 셀을 포함한다. 상기 열교환기는 플라스틱 프레임과 제1 및 제2 열전도층을 포함한다. 상기 플라스틱 프레임은 그를 통해 연장하는 내부 공간을 가진다. 상기 제1 및 제2 열전도층은 상기 내부 공간을 둘러싸도록 상기 플라스틱 프레임의 마주보는 면들에 배치되어 액체가 상기 내부 공간에 존재하는 경우 열 에너지가 상기 제1 배터리로부터 상기 제1 열전도층을 통하여 상기 액체로 전달된다.A battery cell assembly and a method of assembling the battery cell assembly are provided. The battery cell assembly includes first and second battery cells having a heat exchanger disposed between the first and second battery cells. The heat exchanger includes a plastic frame and first and second heat conductive layers. The plastic frame has an interior space extending therethrough. The first and second thermal conductive layers are disposed on opposite surfaces of the plastic frame to surround the internal space such that thermal energy is transferred from the first battery through the first thermal conductive layer when liquid is present in the internal space. Delivered as a liquid.

Description

배터리 셀 어셈블리 및 상기 배터리 셀 어셈블리를 어셈블링하는 방법 {BATTERY CELL ASSEMBLY AND METHOD FOR ASSEMBLING THE BATTERY CELL ASSEMBLY}Battery cell assembly and method of assembling the battery cell assembly {BATTERY CELL ASSEMBLY AND METHOD FOR ASSEMBLING THE BATTERY CELL ASSEMBLY}

본 발명은 배터리 셀 어셈블리 및 배터리 셀 어셈블리를 어셈블링(assembling)하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a battery cell assembly and a method of assembling a battery cell assembly.

배터리 셀은 장치들에 전기 전력을 공급하기 위하여 발전되고 있다. 그러나, 상기 배터리 셀과 관련한 문제는 상기 배터리가 시간이 경과됨에 따라 상기 배터리 셀의 성능을 저하시키는 열을 발생시킨다는 것이다. Battery cells are being developed to supply electrical power to devices. However, a problem with the battery cell is that the battery generates heat that degrades the performance of the battery cell over time.

이에 따라, 본 발명자는 전술한 결함을 최소화하거나 줄일 수 있는 배터리 셀 어셈블리에 대한 필요성을 인식하게 된다. Accordingly, the inventors recognize the need for a battery cell assembly that can minimize or reduce the aforementioned deficiencies.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배터리 셀 어셈블리가 제공된다. 상기 배터리 셀 어셈블리는 제1면(first side)과 상기 제1면에 대면하는 제2면(second side)을 가지는 제1배터리 셀을 포함한다. 상기 배터리 셀 어셈블리는 또한, 상기 제1배터리 셀 제1면의 적어도 일부분에 접촉하도록 구성되는 제1패널수단(first panel member)을 포함한다. 상기 배터리 셀 어셈블리는 또한, 플라스틱 프레임(plastic frame)과 제1 및 제2 열전도층(thermally conductive layers)을 가지는 열교환기(heat exchanger)를 포함한다. 상기 플라스틱 프레임은 그에 의해 연장되는 내부 공간(interior space extending therethrough)을 가진다. 상기 플라스틱 프레임은 제3면과 상기 제3면에 대면하는 제4면을 가진다. 상기 제1열전도층은 상기 플라스틱 프레임의 제3면에 위치하며 상기 내부 공간을 커버한다. 상기 제2열전도층은 상기 플라스틱 프레임의 제4면에 위치하며 상기 내부 공간을 커버한다. 상기 제1열전도층은 상기 제1배터리 셀의 제2면에 인접하여 위치하여, 액체가 상기 내부 공간 내에 위치할 때, 열 에너지가 상기 제1배터리 셀로부터 상기 제1열전도층을 통하여 상기 액체로 전달된다.A battery cell assembly according to a preferred embodiment of the present invention is provided. The battery cell assembly includes a first battery cell having a first side and a second side facing the first side. The battery cell assembly also includes first panel member configured to contact at least a portion of the first battery cell first surface. The battery cell assembly also includes a heat exchanger having a plastic frame and first and second thermally conductive layers. The plastic frame has an interior space extending therethrough. The plastic frame has a third side and a fourth side facing the third side. The first thermal conductive layer is located on the third surface of the plastic frame and covers the internal space. The second thermal conductive layer is located on the fourth surface of the plastic frame and covers the inner space. The first thermal conductive layer is located adjacent to the second surface of the first battery cell such that when liquid is located within the interior space, thermal energy is transferred from the first battery cell to the liquid through the first thermal conductive layer. Delivered.

본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 배터리 셀 어셈블리를 어셈블링하는 방법이 제공된다. 상기 배터리 셀 어셈블리는 제1면과 상기 제1면에 대면하는 제2면을 가지는 제1배터리 셀, 제1패널수단 및 플라스틱 프레임과 제1 및 제2 열전도층을 가지는 열교환기를 가진다. 상기 플라스틱 프레임은 그에 의해 연장되는 내부 공간(interior space extending therethrough)을 가진다. 상기 플라스틱 프레임은 제3면과 상기 제3면에 대면하는 제4면을 가진다. 상기 방법은 상기 제1배터리 셀의 상기 제1패널 수단을 제1면의 적어도 일부분 상에 배치하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한, 상기 제1열전도층을 상기 플라스틱 프레임의 제3면 위에 배치하는 단계 및 상기 내부 공간을 커버링하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한, 상기 제2열전도층을 상기 플라스틱 프레임의 제4면 위에 배치하는 단계 및 상기 내부 공간을 커버링하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한, 상기 배터리 셀 어셈블리를 획득하기 위하여 상기 제1배터리 셀을 상기 열교환기의 제1열전도층 위에 배치하는 단계를 포함한다. According to another preferred embodiment of the present invention, a method of assembling a battery cell assembly is provided. The battery cell assembly has a first battery cell having a first surface and a second surface facing the first surface, a first panel means and a heat exchanger having a plastic frame and first and second thermal conductive layers. The plastic frame has an interior space extending therethrough. The plastic frame has a third side and a fourth side facing the third side. The method includes disposing the first panel means of the first battery cell on at least a portion of the first surface. The method also includes disposing the first thermally conductive layer over the third surface of the plastic frame and covering the interior space. The method also includes disposing the second thermal conductive layer over the fourth side of the plastic frame and covering the interior space. The method also includes placing the first battery cell over a first heat conducting layer of the heat exchanger to obtain the battery cell assembly.

상기 배터리 셀 어셈블리(10)와 상기 배터리 셀 어셈블리를 어셈블링하는 방법은 다른 어셈블리들과 방법들에 대비하여 실질적인 장점을 제공한다. 특히, 상기 배터리 셀 어셈블리(10)는 상기 열전도층에 인접한 배터리 셀로부터 열을 흡수하는 열전도층을 가지는 열교환기(46)을 활용하는 기술적인 효과를 제공한다. 그러므로, 배터리 셀의 온도는 바람직한 온도 범위 내에서 유지될 수 있어 상기 배터리 셀의 성능 저하를 방지한다.The method of assembling the battery cell assembly 10 and the battery cell assembly provides substantial advantages over other assemblies and methods. In particular, the battery cell assembly 10 provides a technical effect of utilizing a heat exchanger 46 having a thermally conductive layer that absorbs heat from a battery cell adjacent to the thermally conductive layer. Therefore, the temperature of the battery cell can be maintained within the desired temperature range to prevent the performance degradation of the battery cell.

도 1을 참조할 때, 배터리 셀 어셈블리(10)가 도시되어 있다. 상기 배터리 셀 어셈블리(10)는 패널 수단(30), 그로멧(grommet)(32), 배터리 셀(34), 열교환기(heat exchanger)(36), 배터리 셀(38), 그로멧(40) 및 패널 수단(42)을 포함한다. 상기 배터리 셀 어셈블리(10)의 이점은 상기 배터리 셀 어셈블리(10)가 상기 배터리 셀(34, 38)로부터 열을 제거하기 위하여 열전도층을 가진 열교환기(36)를 포함한다는 것이다. Referring to FIG. 1, a battery cell assembly 10 is shown. The battery cell assembly 10 comprises a panel means 30, a grommet 32, a battery cell 34, a heat exchanger 36, a battery cell 38, a grommet 40 and a panel. Means 42. An advantage of the battery cell assembly 10 is that the battery cell assembly 10 includes a heat exchanger 36 having a thermally conductive layer to remove heat from the battery cells 34 and 38.

도 1 내지 3을 참조할 때, 상기 패널 수단(30)은 상기 열교환기(36)에 대하여 상기 배터리 셀(34)을 유지(hold)하도록 구성된다. 상기 패널 수단(30)은 내부 공간(50)을 형성하는 직사각형 링 형태의 프레임(48)을 포함한다. 상기 패널 수단(30)은 하나의 면(52)과 상기 하나의 면(52)에 대면하는 하나의 면(54)을 가진다. 상기 패널 수단(30)은 또한, 고정 수단(fastener)(미도시) 부분을 수용하기 위하여 상기 하나의 면(52) 안으로 연장되는 통공(aperture)(56, 58, 60, 62)을 포함한다. 바람직한 일 실시예에서, 상기 패널 수단(30)은 플라스틱으로 제조된다. 다른 선택적 실시예에서는, 상기 패널 수단(30)은 당업자에게 알려진 다른 재질로 제조될 수 있다. 1 to 3, the panel means 30 is configured to hold the battery cell 34 relative to the heat exchanger 36. The panel means 30 comprise a frame 48 in the form of a rectangular ring which forms an interior space 50. The panel means 30 has one face 52 and one face 54 facing the one face 52. The panel means 30 also comprise apertures 56, 58, 60, 62 extending into the one face 52 to receive a fastener (not shown) portion. In a preferred embodiment, the panel means 30 is made of plastic. In another alternative embodiment, the panel means 30 may be made of other materials known to those skilled in the art.

상기 그로멧(32)은 상기 배터리 셀(34)에 대하여 유지력(holding force)을 가하도록 구성된다. 상기 그로멧(32)은 상기 패널 수단(30)과 상기 배터리 셀(32) 사이에 배치된다. 상기 그로멧(32)은 일반적으로 직사각형 링 형상이며 고무 합성물(rubber compound)과 같은 유연한 재질로 제조된다.The grommets 32 are configured to exert a holding force on the battery cells 34. The grommets 32 are arranged between the panel means 30 and the battery cells 32. The grommets 32 are generally rectangular in ring shape and are made of a flexible material, such as a rubber compound.

도 1 및 도 6을 참조할 때, 상기 배터리 셀(34)은 전기 단자(68, 69) 사이의 구동 전압을 출력하도록 제공된다. 상기 배터리 셀(34)은 몸체 부분(66)과 상기 몸체 부분(66) 주위로 연장되는 주변 립 부분(peripheral lip portion)(67) 및 상기 몸체 부분(66)으로부터 연장되는 전기 단자(68, 69)를 포함한다. 상기 배터리 셀(34)은 일반적으로 직사각 형상이며 또한 하나의 면(70)과 상기 하나의 면(70)에 대면하는 하나의 면(72)을 포함한다. 바람직한 일 실시예에서 상기 배터리 셀(34)은 리튬 배터리 셀(lithium battery cell)이다. 물론, 선택적 실시예에서 상기 배터리 셀(34)은 당업자에게 알려진 다른 타입들의 배터리 셀로 구성될 수 있다. 상기 주변 립 부분(67)의 크기는 실질적으로 상기 패널 수단(30)의 크기와 동일하므로 상기 패널 수단(30)이 상기 배터리 셀(34)의 주변 립 부분(67)을 커버(cover)한다. 상기 배터리 셀(34)은 상기 패널 수단(30)과 상기 열교환기(36) 사이에 배치된다. 1 and 6, the battery cell 34 is provided to output a drive voltage between the electrical terminals 68, 69. The battery cell 34 has a body portion 66 and a peripheral lip portion 67 extending around the body portion 66 and electrical terminals 68, 69 extending from the body portion 66. ). The battery cell 34 is generally rectangular in shape and includes one face 70 and one face 72 facing the one face 70. In a preferred embodiment, the battery cell 34 is a lithium battery cell. Of course, in an alternative embodiment the battery cell 34 may be comprised of other types of battery cells known to those skilled in the art. The size of the peripheral lip portion 67 is substantially the same as the size of the panel means 30 so that the panel means 30 covers the peripheral lip portion 67 of the battery cell 34. The battery cell 34 is arranged between the panel means 30 and the heat exchanger 36.

도 1, 4 및 5를 참조할 때, 상기 열교환기(36)는 상기 배터리 셀(34, 38)로부터 열을 제거하도록 제공된다. 상기 열교환기(36)는 상기 배터리 셀(34)과 상기 배터리 셀(38) 사이에 배치된다. 상기 열교환기(36)는 직사각형 링 형태의 프레임(90), 유입구(inlet)(92), 유출구(outlet)(94), 크로스 수단(cross-member)(96, 98) 및 열전도층(100, 102)을 포함한다. 상기 크로스 수단이 선택적인 것은 자명하다. 1, 4 and 5, the heat exchanger 36 is provided to remove heat from the battery cells 34, 38. The heat exchanger 36 is disposed between the battery cell 34 and the battery cell 38. The heat exchanger 36 has a frame 90 in the form of a rectangular ring, an inlet 92, an outlet 94, cross-members 96, 98 and a thermally conductive layer 100. 102). It is obvious that the cross means are optional.

상기 직사각형 링 형태의 프레임(90)은 그 안에 액체를 수용하기 위한 내부 공간(110)을 형성하도록 제공된다. 상기 직사각형 링 형태의 프레임(90)은 하나의 면(160)과 상기 하나의 면(160)에 대면하는 하나의 면(162)을 가진다. 상기 직사각 형 링 형태의 프레임(90)은 또한, 그 안으로 연장되는 연장 통공(elongated aperture)(112, 114)을 포함한다. 상기 연장 통공(112)은 상기 직사각형 링 형태의 프레임(90)의 제1부분을 따라 상기 유입구(92)로부터 연장되며, 상기 내부 공간(110)과 유동체적으로 연결되는(fluidly communicated) 통공(116, 118, 120, 122, 124, 126)과 유동체적으로 연결된다. 상기 연장 통공(114)은 상기 직사각형 링 형태의 프레임(90)의 제2부분을 따라 상기 유출구(94)로부터 연장되며, 상기 내부 공간(110)과 유동체적으로 연결되는(fluidly communicated) 통공(140, 142, 144, 146, 148, 150)과 유동체적으로 연결된다. 바람직한 일 실시예에서 상기 직사각형 링 형태의 프레임(90)은 플라스틱으로 제조된다. 물론, 선택적 실시예에서는 상기 직사각형 링 형태의 프레임(90)은 당업자에게 알려진 다른 재질로 제조될 수 있다. The frame 90 in the form of a rectangular ring is provided to form an interior space 110 for containing liquid therein. The rectangular ring shaped frame 90 has one face 160 and one face 162 facing the one face 160. The rectangular ring shaped frame 90 also includes elongated apertures 112, 114 extending therein. The extended through hole 112 extends from the inlet 92 along the first portion of the frame 90 in the form of a rectangular ring and is fluidly communicated with the inner space 110. 118, 120, 122, 124, 126 are fluidly connected. The extended through hole 114 extends from the outlet 94 along a second portion of the frame 90 of the rectangular ring shape, and has a fluid communicated with the inner space 110. , 142, 144, 146, 148, 150 in fluid connection. In a preferred embodiment the frame 90 in the form of a rectangular ring is made of plastic. Of course, in an alternative embodiment the frame 90 in the form of a rectangular ring may be made of other materials known to those skilled in the art.

상기 크로스 수단(96, 98)은 상기 내부 공간(110)과 교차되어 배치되며, 상기 직사각형 링 형태의 프레임(90)의 제1 및 제2 부분과 연결되어 상기 내부 공간(110)을 영역들(170, 172, 174)로 구분한다. 상기 크로스 수단(96, 98)은 유체 냉각수(liquid coolant)의 흐름을 상기 내부 공간(110) 내에서 가이드 하도록 활용되어, 상기 열교환기 표면에 대한 열 교환의 균형을 맞춘다. 바람직한 일 실시예에 상기 크로스 수단(96, 98)은 플라스틱으로 제조된다. 물론, 선택적 실시예에서, 상기 크로스 수단(96, 98)은 당업자에게 알려진 다른 재질로 제조될 수 있다.The cross means 96 and 98 are arranged to intersect the inner space 110, and are connected to first and second portions of the frame 90 having a rectangular ring to define the inner space 110. 170, 172, 174). The cross means 96, 98 are utilized to guide the flow of liquid coolant in the interior space 110 to balance heat exchange to the heat exchanger surface. In a preferred embodiment the cross means 96, 98 are made of plastic. Of course, in alternative embodiments, the cross means 96, 98 may be made of other materials known to those skilled in the art.

상기 유입구(92)는 유체를 받도록 구성되어 상기 연장 통공(112)을 통하여 상기 통공(116, 118, 120, 124, 126)으로 상기 유체를 배송한다. 상기 유입구(92) 는 상기 직사각형 링 형태의 프레임(90)의 제1부분과 연결된다. 선택적 실시예에서, 상기 유입구(92)는 상기 프레임(90)의 외주를 따러 어느 곳에서도 위치될 수 있다.The inlet 92 is configured to receive the fluid and delivers the fluid to the through holes 116, 118, 120, 124, and 126 through the extending through holes 112. The inlet 92 is connected to the first portion of the frame 90 in the form of a rectangular ring. In an alternative embodiment, the inlet 92 may be located anywhere along the outer periphery of the frame 90.

상기 유출구(94)는 상기 통공(140, 142, 144, 146, 148, 150)과 상기 연장 통공(114)을 경유하여 상기 내부 공간(110)으로부터 상기 유체를 받도록 구성된다. 상기 유출구(94)는 상기 직사각형 링 형태의 프레임(90)의 제2부분과 연결된다.The outlet 94 is configured to receive the fluid from the internal space 110 via the through holes 140, 142, 144, 146, 148, 150 and the extended through hole 114. The outlet 94 is connected to the second portion of the frame 90 in the form of a rectangular ring.

도 1 및 도 4를 참조하면, 상기 열전도층(100, 102)는 상기 배터리 셀(34, 38)로부터 상기 내부 공간(110) 내에 담겨있는 액체로 열을 전달하도록 제공된다. 상기 열전도층(100)은 상기 직사각형 링 형태의 프레임(90)의 하나의 면(160) 위에 배치된다. 상기 열전도층(102)은 상기 직사각형 링 형태 프레임(90)의 하나의 면(162) 위에 배치된다. 바람직한 일 실시예에서, 상기 열전도층(100, 102)은 알루미늄으로 제조된다. 물론, 선택적 실시예에서, 스테인레스 스틸(stainless steel)이나 유연성 박판 재질들(flexible laminated materials)과 같은 당업자에게 알려진 다른 재질들이 상기 열전도층(100, 102)을 제조하는데 활용될 수 있다. 바람직한 일 실시예에서, 상기 열전도층(100, 102)은 상기 직사각형 링 형태의 프레임(90)의 면들(160, 162)에 접착되어 상기 내부 공간(100)이 상기 열전도층(100, 102)에 의하여 둘러싸이도록 한다. 선택적 실시예에서, 상기 링 형태의 프레임(90)은 상기 열전도층(100, 102)에 대하여 몰드(mold)될 수 있다. 1 and 4, the heat conductive layers 100 and 102 are provided to transfer heat from the battery cells 34 and 38 to the liquid contained in the internal space 110. The thermally conductive layer 100 is disposed on one surface 160 of the frame 90 having a rectangular ring shape. The thermally conductive layer 102 is disposed on one side 162 of the rectangular ring shaped frame 90. In a preferred embodiment, the thermally conductive layers 100 and 102 are made of aluminum. Of course, in alternative embodiments, other materials known to those skilled in the art, such as stainless steel or flexible laminated materials, may be utilized to fabricate the thermally conductive layers 100 and 102. In a preferred embodiment, the thermally conductive layers 100 and 102 are adhered to the surfaces 160 and 162 of the rectangular ring-shaped frame 90 so that the inner space 100 is connected to the thermally conductive layers 100 and 102. To be enclosed. In an alternative embodiment, the ring-shaped frame 90 may be molded with respect to the thermally conductive layers 100 and 102.

상기 열교환기(36)가 동작하는 동안, 상기 유입구(92)는 상기 연장 통공(112) 및 통공(116, 118, 120, 122, 124, 126)을 통하여 상기 내부 공간(110)으 로 배송되는 액체를 받는다. 상기 내부 공간(110) 안에서, 상기 액체는 상기 열전도층(100, 102)으로부터 열을 흡수하고, 상기 통공(140, 142, 144, 146, 148, 150)을 통하여 상기 연장 통공(114)으로 배송된다. 상기 연장 통공(114)으로부터 상기 액체는 유출구(94)로 배송된다. 그러므로, 상기 배터리 셀(34, 38)에 의하여 발생되는 열은 상기 열전도층(100, 102) 각각을 통하여 상기 열교환기(36)의 밖으로 배송되는 상기 액체로 전달된다. 결과적으로, 배터리 셀(34, 38)의 온도는 상기 열교환기(36)를 활용함으로써 바람직한 온도 범위 내에서 유지된다.While the heat exchanger 36 is in operation, the inlet 92 is delivered to the internal space 110 through the elongated through hole 112 and the through holes 116, 118, 120, 122, 124, 126. Receive liquid. In the interior space 110, the liquid absorbs heat from the thermally conductive layers 100, 102 and is delivered to the extended through hole 114 through the through holes 140, 142, 144, 146, 148, 150. do. The liquid is delivered from the elongated through hole 114 to the outlet 94. Therefore, heat generated by the battery cells 34 and 38 is transferred to the liquid delivered out of the heat exchanger 36 through each of the heat conductive layers 100 and 102. As a result, the temperature of the battery cells 34, 38 is maintained within the desired temperature range by utilizing the heat exchanger 36.

도 1 및 도 6을 참조하면, 상기 배터리 셀(38)은 상기 전기단자(192, 194) 사이의 구동 전압을 출력하도록 제공된다. 상기 배터리 셀(38)은 몸체 부분(190)과 상기 몸체 부분(190) 주위로 연장되는 주변 립 부분(peripheral lip portion)(191) 및 상기 몸체 부분(190)으로부터 연장되는 전기 단자(192, 194)를 포함한다. 상기 배터리 셀(38)은 일반적으로 직사각 형상이며 또한 하나의 면(196)과 상기 하나의 면(196)에 대면하는 하나의 면(198)을 포함한다. 바람직한 일 실시예에서 상기 배터리 셀(38)은 리튬 배터리 셀(lithium battery cell)이다. 물론, 선택적 실시예에서, 상기 배터리 셀(38)은 당업자에게 알려진 다른 타입들의 배터리 셀로 구성될 수 있다. 상기 주변 립 부분(191)의 크기는 실질적으로 상기 패널 수단(42)의 크기와 동일하므로 상기 패널 수단(42)이 상기 배터리 셀(38)의 주변 립 부분(191)을 커버(cover)한다. 상기 배터리 셀(38)은 상기 패널 수단(42)과 상기 열교환기(36) 사이에 배치된다. 1 and 6, the battery cell 38 is provided to output a driving voltage between the electrical terminals 192 and 194. The battery cell 38 includes a body portion 190, a peripheral lip portion 191 extending around the body portion 190, and electrical terminals 192, 194 extending from the body portion 190. ). The battery cell 38 is generally rectangular in shape and includes one face 196 and one face 198 facing the face 196. In a preferred embodiment, the battery cell 38 is a lithium battery cell. Of course, in an alternative embodiment, the battery cell 38 may be comprised of other types of battery cells known to those skilled in the art. Since the size of the peripheral lip portion 191 is substantially the same as the size of the panel means 42, the panel means 42 covers the peripheral lip portion 191 of the battery cell 38. The battery cell 38 is arranged between the panel means 42 and the heat exchanger 36.

그로멧(40)은 상기 배터리 셀(38)에 대하여 유지력(holding force)을 가하도 록 구성된다. 상기 그로멧(40)은 상기 패널 수단(42)과 상기 배터리 셀(38) 사이에 배치된다. 상기 그로멧(40)은 일반적으로 직사각형 링 형상이며 고무 합성물(rubber compound)과 같은 유연한 재질로 제조된다.The grommets 40 are configured to exert a holding force on the battery cells 38. The grommets 40 are arranged between the panel means 42 and the battery cells 38. The grommets 40 are generally rectangular in ring shape and are made of a flexible material, such as a rubber compound.

상기 패널 수단(42)은 상기 열교환기(36)에 대하여 상기 배터리 셀(38)을 유지(hold)하도록 구성된다. 상기 패널 수단(42)은 내부 공간(212)을 형성하는 직사각형 링 형태의 프레임(210)을 포함한다. 상기 패널 수단(42)은 하나의 면(214)과 상기 하나의 면(214)에 대면하는 하나의 면(216)을 가진다. 상기 패널 수단(42)은 또한, 고정 수단(fastener)(미도시) 부분을 수용하기 위하여 상기 하나의 면(210) 안으로 연장되는 통공(aperture)(230, 232, 234, 236)을 포함한다. 하나의 바람직한 실시예에서, 상기 패널 수단(42)은 플라스틱으로 제조된다. 다른 선택적 실시예에서는, 상기 패널 수단(42)은 당업자에게 알려진 다른 재질로 제조될 수 있다. The panel means 42 is configured to hold the battery cell 38 with respect to the heat exchanger 36. The panel means 42 comprises a frame 210 in the form of a rectangular ring that forms an interior space 212. The panel means 42 has one face 214 and one face 216 facing the one face 214. The panel means 42 also include apertures 230, 232, 234, 236 extending into the one face 210 to receive a fastener (not shown) portion. In one preferred embodiment, the panel means 42 is made of plastic. In another alternative embodiment, the panel means 42 may be made of other materials known to those skilled in the art.

도 9를 참조하면, 상기 배터리 셀 어셈블리에서의 어셈블링에 대한 방법의 흐름도가 설명된다. With reference to FIG. 9, a flowchart of a method for assembly in the battery cell assembly is described.

S260단계에서, 동작자(operator)는 배터리 셀(34), 그로멧(32, 40), 직사각 형 링 형태의 프레임(90), 열전도층(100, 102), 패널 수단(30, 42) 및 배터리 셀(38)을 포함한다. 상기 배터리 셀(34)은 하나의 면(70)과 상기 하나의 면(70)에 대면하는 하나의 면(72)을 가진다. 상기 직사각형 링 형태의 프레임(90)은 그것을 통해 연장되는 내부 공간(110)을 가진다. 상기 직사각형 링 형태의 프레임(90)은 또한, 하나의 면(160)과 상기 하나의 면(160)에 대면하는 하나의 면(162)을 가진다. 상기 배터리 셀(38)은 하나의 면(196)과 상기 하나의 면(196)에 대면하는 하나 의 면(198)을 가진다.In operation S260, the operator includes the battery cell 34, the grommets 32 and 40, the frame 90 in the form of a rectangular ring, the thermal conductive layers 100 and 102, the panel means 30 and 42, and the battery. Cell 38. The battery cell 34 has one face 70 and one face 72 facing the one face 70. The frame 90 in the form of a rectangular ring has an inner space 110 extending therethrough. The rectangular ring shaped frame 90 also has one face 160 and one face 162 facing the face 160. The battery cell 38 has one face 196 and one face 198 facing the face 196.

S262단계에서, 상기 동작자는 상기 패널 수단(30) 상에 상기 그로멧(32)을 배치하고, 상기 패널 수단(42) 상에 상기 그로멧(40)을 배치한다.In operation S262, the operator arranges the grommets 32 on the panel means 30, and arranges the grommets 40 on the panel means 42.

S264단계에서, 상기 동작자는 상기 배터리 셀(34)의 하나의 면(70)의 적어도 일부분 상에 상기 패널 수단(30)을 배치하여 상기 그로멧(32)이 상기 패널 수단(30)과 상기 배터리 셀(34) 사이에 배치되도록 한다. In operation S264, the operator arranges the panel means 30 on at least a portion of one surface 70 of the battery cell 34 so that the grommets 32 are connected to the panel means 30 and the battery cell. It is arranged between 34.

S266단계에서, 상기 동작자는 상기 내부 공간(110)을 커버링하는 상기 직사각형 링 형태의 프레임(90)의 하나의 면(160) 상에 상기 열전도층(100)을 배치한다. In operation S266, the operator places the thermal conductive layer 100 on one surface 160 of the frame 90 having the rectangular ring shape covering the internal space 110.

S268단계에서, 상기 동작자는 상기 내부 공간(110)을 커버링하는 상기 직사각형 링 형태의 프레임(90)의 하나의 면(162) 상에 상기 열전도층(102)을 배치한다. In operation S268, the operator places the thermally conductive layer 102 on one surface 162 of the frame 90 of the rectangular ring shape covering the internal space 110.

S270단계에서, 상기 동작자는 상기 열전도층(100) 상에 상기 배터리 셀(34)을 배치한다.In operation S270, the operator places the battery cell 34 on the thermal conductive layer 100.

S272단계에서, 상기 동작자는 상기 배터리 셀(38)의 상기 하나의 면(190) 위에 상기 열전도층(102)을 배치한다.In operation S272, the operator places the thermal conductive layer 102 on the one surface 190 of the battery cell 38.

S274단계에서, 상기 동작자는 상기 배터리 셀 어셈블리(10)를 얻기 위하여 상기 패널 수단(42) 위에 상기 배터리 셀(38)의 하나의 면(198)을 배치한다. 상기 그로멧(40)은 상기 배터리 셀(38)과 상기 패널 수단(42) 사이에 배치된다.In operation S274, the operator places one surface 198 of the battery cell 38 on the panel means 42 to obtain the battery cell assembly 10. The grommets 40 are arranged between the battery cells 38 and the panel means 42.

S276단계에서, 상기 동작자는 제1, 제2, 제3 및 제4 고정 수단(fasteners)을 활용하여 상기 배터리 셀 어셈블리(10)를 함께 고정시킨다. 특히, 상기 제1 고정 수단은 상기 패널 어셈블리(30, 42)의 통공(56, 234)을 각각 묶는다(engage). 상기 제2 고정 수단은 상기 패널 어셈블리(30, 42)의 통공(58, 236)을 각각 묶는다. 상기 제3 고정 수단은 상기 패널 어셈블리(30, 42)의 통공(60, 230)을 각각 묶는다(engage). 또한, 상기 제4 고정 수단은 상기 패널 어셈블리(30, 42)의 통공(62, 232)을 각각 묶는다(engage).In operation S276, the operator fixes the battery cell assembly 10 together using first, second, third and fourth fasteners. In particular, the first fastening means engages the apertures 56, 234 of the panel assembly 30, 42, respectively. The second fastening means binds the through holes 58, 236 of the panel assembly 30, 42, respectively. The third fixing means engages the through holes 60, 230 of the panel assembly 30, 42, respectively. In addition, the fourth fixing means engages the through holes 62 and 232 of the panel assembly 30 and 42, respectively.

도 10을 참조할 때, 상기 배터리 셀 어셈블리(10)의 열교환기(36)를 통하여 액체를 배송하도록 활용되는 냉각 시스템(cooling system)(290)이 설명된다. 상기 냉각 시스템(290)은 저장 공간(reservoir)(292), 도관(296), 펌프(298) 및 도관(300, 302)을 포함한다. 상기 저장 공간(292)은 안에 액체(294)를 담고 있도록 구성된다. 상기 도관(296)은 상기 저장 공간(292)과 상기 펌프(298) 사이에 유동체적으로 연결된다. 상기 도관(300)은 상기 펌프(298)와 상기 열교환기(36)의 유입구(92) 사이에 유동체적으로 연결된다. 상기 펌프(298)는 상기 저장 공간(292)으로부터 상기 도관(296)을 경유하여 상기 도관(300)을 통해 상기 열교환기(36)의 유입구(92)로 상기 액체(294)의 일부분을 펌프하도록 구성된다. 상기 열교환기(36) 내의 상기 액체(294) 일부분은 상기 배터리 셀(34, 38)로부터 열을 흡수하고 상기 유출구(94)를 경유하여 상기 열교환기(36)를 빠져나간다. 결국, 상기 액체(294) 일부분은 상기 도관(302)을 경유하여 상기 저장공간(292)으로 배송된다. Referring to FIG. 10, a cooling system 290 that is utilized to deliver liquid through the heat exchanger 36 of the battery cell assembly 10 is described. The cooling system 290 includes a reservoir 292, a conduit 296, a pump 298 and conduits 300, 302. The storage space 292 is configured to contain a liquid 294 therein. The conduit 296 is fluidly connected between the storage space 292 and the pump 298. The conduit 300 is fluidly connected between the pump 298 and the inlet 92 of the heat exchanger 36. The pump 298 pumps a portion of the liquid 294 from the storage space 292 through the conduit 296 through the conduit 300 to the inlet 92 of the heat exchanger 36. It is composed. A portion of the liquid 294 in the heat exchanger 36 absorbs heat from the battery cells 34 and 38 and exits the heat exchanger 36 via the outlet 94. As a result, a portion of the liquid 294 is delivered to the storage 292 via the conduit 302.

도 11을 참조할 때, 서로의 상부에 적층되는 복수 개의 배터리 셀 어셈블리를 활용하는 배터리 시스템(310)이 도시된다. 도시된 바와 같이, 상기 배터리 시스 템(310)은 상기 배터리 셀 어셈블리(10), 배터리 셀 어셈블리(312) 및 배터리 셀 어셈블리(314)를 포함한다. 상기 배터리 셀 어셈블리(10)는 상기 배터리 셀 어셈블리(312)의 상부에 배치된다. 상기 배터리 셀 어셈블리(312)는 상기 배터리 셀 어셈블리(314)의 상부에 배치된다. 배터리 시스템(310)이 세 개의 배터리 셀 어셈블리들을 포함하고 있으나, 선택적 실시예에서 상기 배터리 시스템(310)은 세 개의 배터리 셀 어셈블리보다 작거나 큰 배터리 셀 어셈블리를 포함할 수 있음은 자명하다. Referring to FIG. 11, a battery system 310 is shown utilizing a plurality of battery cell assemblies stacked on top of each other. As shown, the battery system 310 includes the battery cell assembly 10, the battery cell assembly 312 and the battery cell assembly 314. The battery cell assembly 10 is disposed above the battery cell assembly 312. The battery cell assembly 312 is disposed above the battery cell assembly 314. Although battery system 310 includes three battery cell assemblies, it is apparent that in alternative embodiments, battery system 310 may include a battery cell assembly that is smaller or larger than three battery cell assemblies.

본 발명이 일실시예를 참조하여 설명되고 있으나, 당업자에 의하여 다양한 변형례가 가능하고, 균등한 요소가 본 발명의 범위를 벗어남 없이 본 발명의 요소와 대체될 수 있다고 이해되어야 한다. 더욱이, 많은 변용례들이 본 발명의 본질적인 범위를 벗어나지 않고 발명의 교사에 대한 특정한 상황이나 재료에 적합되기 위하여 이루어질 수 있다. 그러므로, 본 발명은 본 발명을 실시하기 위하여 고려된 베스트 모드로서 개시되는 특정한 실시예에 제한되지 않으며 본 발명은 첨부된 청구범위에 해당하는 모든 실시예를 포함한다고 해석된다. 더욱이, 제1, 제2 등(first, second, etc)에 대한 용어의 사용은 하나의 요소와 다른 요소를 구별하기 위하여 사용된다. 또한, 하나 등(a, an, etc)에 대한 용어의 사용은 양적 제한을 표시하는 것이 아니라 참조된 아이템의 적어도 하나에 대한 존재를 표시한다.While the invention has been described with reference to one embodiment, it is to be understood that various modifications may be made by those skilled in the art and equivalent elements may be substituted with elements of the invention without departing from the scope of the invention. Moreover, many modifications may be made to adapt a particular situation or material to the teachings of the invention without departing from the essential scope thereof. Therefore, it is intended that the invention not be limited to the particular embodiment disclosed as the best mode contemplated for carrying out the invention, but that the invention will include all embodiments falling within the scope of the appended claims. Moreover, the use of the terms first, second, etc. is used to distinguish one element from another. In addition, the use of the term a, an, etc does not indicate a quantitative limit but rather the presence of at least one of the referenced items.

도 1은 바람직한 실시예에 따른 배터리 셀 어셈블리의 분해도,1 is an exploded view of a battery cell assembly according to a preferred embodiment,

도 2는 도 1의 상기 배터리 셀 어셈블리에 활용되는 제1패널 수단에 대한 도면, 2 is a view of a first panel means utilized in the battery cell assembly of FIG.

도 3은 도 1의 상기 배터리 셀 어셈블리에 활용되는 제1패널 수단에 대한 다른 도면,3 is another view of a first panel means utilized in the battery cell assembly of FIG.

도 4는 도 1의 상기 배터리 셀 어셈블리에 활용되는 상기 열교환기의 일 부분에 대한 도면,4 is a view of a portion of the heat exchanger utilized in the battery cell assembly of FIG. 1, FIG.

도 5는 도 4의 상기 열교환기의 일 부분에 대한 단면도,5 is a cross-sectional view of a portion of the heat exchanger of FIG. 4;

도 6은 도 1의 상기 배터리 셀 어셈블리의 일 부분에 대한 단면도,6 is a cross-sectional view of a portion of the battery cell assembly of FIG. 1, FIG.

도 7은 도 1의 상기 배터리 셀 어셈블리에 활용되는 제2패널 수단에 대한 도면,7 is a view of a second panel means utilized in the battery cell assembly of FIG.

도 8은 도 1의 상기 배터리 셀 어셈블리에 활용되는 제2패널 수단에 대한 다른 도면,8 is another view of a second panel means utilized in the battery cell assembly of FIG.

도 9는 도 1의 상기 배터리 셀 어셈블리를 어셈블링하는 방법에 대한 흐름도,9 is a flow chart of a method of assembling the battery cell assembly of FIG.

도 10은 도 1의 상기 배터리 셀 어셈블리에 연결되는 냉각수 시스템(coolant system)에 대한 도면,FIG. 10 is a view of a coolant system connected to the battery cell assembly of FIG. 1, FIG.

도 11은 도 1의 배터리 셀 어셈블리와 두 개의 추가 배터리 셀 어셈블리들을 포함하는 배터리 시스템에 대한 도면이다.FIG. 11 is a diagram of a battery system including the battery cell assembly of FIG. 1 and two additional battery cell assemblies. FIG.

Claims (10)

제1면과 상기 제1면에 대면하는 제2면을 가지는 파우치형 이차전지인 제1배터리 셀;A first battery cell which is a pouch type secondary battery having a first surface and a second surface facing the first surface; 상기 제1배터리 셀의 상기 제1면의 적어도 일 부분에 접촉하도록 구성되는 제1 패널 수단; 및First panel means configured to contact at least a portion of the first surface of the first battery cell; And 직사각형 링 형태의 플라스틱 프레임과 제1 및 제2열전도층을 가지는 열교환기를 포함하고,A heat exchanger having a rectangular ring shaped plastic frame and first and second heat conductive layers, 상기 직사각형 링 형태의 플라스틱 프레임은 그것을 통해 연장되는 내부 공간, 제3면 및 상기 제3면에 대면하는 제4면을 가지고, 상기 제1열전도층은 상기 직사각형 링 형태의 플라스틱 프레임의 제3면에 배치되고 상기 내부 공간을 커버하며, 상기 제2열전도층은 상기 직사각형 링 형태의 플라스틱 프레임의 제4면에 배치되고 상기 내부 공간을 커버하고, The rectangular ring shaped plastic frame has an inner space extending therethrough, a third face and a fourth face facing the third face, and the first heat conductive layer is formed on the third face of the rectangular ring shaped plastic frame. Disposed and covering the inner space, wherein the second heat conductive layer is disposed on a fourth surface of the plastic frame in the form of the rectangular ring and covers the inner space, 상기 제1열전도층은 상기 제1배터리 셀의 제2면에 인접하여 배치되어 액체가 상기 내부 공간에 있는 경우 열 에너지가 상기 제1배터리 셀로부터 상기 제1열전도층을 통하여 상기 액체로 전달되는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 어셈블리.The first thermally conductive layer is disposed adjacent to the second surface of the first battery cell to transfer thermal energy from the first battery cell to the liquid through the first thermally conductive layer when the liquid is in the internal space. A battery cell assembly. 제 1항에 있어서, 상기 열교환기는,The method of claim 1, wherein the heat exchanger, 상기 직사각형 링 형태의 플라스틱 프레임에 연결되는 유출구와 유입구를 더 구비하며,Further provided with an outlet and an inlet connected to the plastic frame of the rectangular ring shape, 상기 직사각형 링 형태의 플라스틱 프레임은,The rectangular ring-shaped plastic frame, 상기 유입구 및 상기 내부 공간과 유동체적으로 연결되는 제1 연장 통공과 상기 유출구 및 상기 내부 공간과 유동체적으로 연결되는 제2 연장 통공을 구비하여, 상기 액체가 상기 유입구와 상기 제1 연장 통공을 통하여 상기 내부 공간으로 흐르고 상기 액체가 상기 내부 공간으로부터 상기 제2 연장통공을 거쳐 상기 유출구로 흐르게 하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 어셈블리.A first elongated hole fluidly connected to the inlet and the inner space and a second elongated hole fluidly connected to the outlet and the inner space, wherein the liquid is provided through the inlet and the first elongated hole. And the liquid flows into the interior space and flows from the interior space to the outlet via the second extension hole. 제 2항에 있어서, 상기 열교환기는,The method of claim 2, wherein the heat exchanger, 상기 내부 공간을 적어도 제1 및 제2 내부 영역으로 분할하기 위하여 상기 직사각형 링 형태의 플라스틱 프레임을 가로질러 연장하는 적어도 하나의 크로스 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 어셈블리.And at least one cross means extending across said rectangular ring-shaped plastic frame to divide said interior space into at least first and second interior regions. 제 1항에 있어서, 상기 제1열전도층은,The method of claim 1, wherein the first thermal conductive layer, 알루미늄으로 제조되는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 어셈블리.Battery cell assembly, characterized in that made of aluminum. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 제5면과 상기 제5면에 대면하는 제6면을 가지는 제2배터리 셀을 더 포함하고,A second battery cell having a fifth surface and a sixth surface facing the fifth surface; 상기 제2배터리 셀의 상기 제5면은 상기 제2열전도층 위에 배치되어 상기 액체가 상기 내부 공간에 있는 경우 열 에너지가 상기 제2배터리 셀로부터 상기 제2열전도층을 통하여 상기 액체로 전달되는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 어셈블리.The fifth surface of the second battery cell is disposed on the second heat conductive layer so that when the liquid is in the inner space, thermal energy is transferred from the second battery cell to the liquid through the second heat conductive layer. A battery cell assembly. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제2배터리 셀의 제6면의 적어도 일부분에 접촉하도록 구성되는 제2패널 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 어셈블리.And a second panel means configured to contact at least a portion of the sixth surface of the second battery cell. 제1면과 상기 제1면에 대면하는 제2면을 가지는 파우치형 이차전지인 제1배터리 셀, 제1패널수단 및 직사각형 링 형태의 플라스틱 프레임과 제1, 제2 열전도층을 가지는 열교환기를 포함하며, 상기 직사각형 링 형태의 플라스틱 프레임은 그에 의해 연장되는 내부 공간, 제3면 및 상기 제3면에 대면하는 제4면을 가지는 배터리 셀 어셈블리를 어셈블링하는 방법에 있어서,A first battery cell, a first panel means, a rectangular ring-shaped plastic frame, and a heat exchanger having first and second heat conducting layers, the first battery cell being a pouch type secondary battery having a first surface and a second surface facing the first surface. And wherein the rectangular ring shaped plastic frame has an inner space extending therefrom, a third side and a fourth side facing the third side. 상기 제1패널 수단을 상기 제1배터리 셀의 제1면의 적어도 일부분 상에 배치하는 단계;Disposing the first panel means on at least a portion of the first surface of the first battery cell; 상기 제1열전도층을 상기 직사각형 링 형태의 플라스틱 프레임의 제3면 위에 배치하고 상기 내부 공간을 커버링하는 단계;Arranging the first thermal conductive layer on a third surface of the plastic frame in the form of a rectangular ring and covering the inner space; 상기 제2열전도층을 상기 직사각형 링 형태의 플라스틱 프레임의 제4면 위에 배치하고 상기 내부 공간을 커버링하는 단계; 및Disposing the second thermal conductive layer on a fourth surface of the plastic frame in the form of a rectangular ring and covering the inner space; And 상기 배터리 셀 어셈블리를 획득하기 위하여 상기 제1배터리 셀을 상기 열교환기의 제1열전도층 위에 배치하여 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 어셈블리를 어셈블링하는 방법.Disposing the first battery cell over the first thermally conductive layer of the heat exchanger to obtain the battery cell assembly. 제 7항에 있어서, 상기 배터리 셀 어셈블리는,The method of claim 7, wherein the battery cell assembly, 제5면과 상기 제5면에 대면하는 제6면을 가지는 제2배터리 셀을 더 포함하 고,A second battery cell having a fifth surface and a sixth surface facing the fifth surface; 상기 열교환기의 제2열전도층 상에 상기 제2배터리 셀의 제5면을 배치하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 어셈블리를 어셈블링하는 방법.Disposing a fifth surface of said second battery cell on said second heat conductive layer of said heat exchanger. 제 8항에 있어서, 상기 배터리 셀 어셈블리는,The method of claim 8, wherein the battery cell assembly, 제2 패널 수단을 더 포함하고, Further comprising second panel means, 상기 제2패널 수단 상에 상기 제2배터리 셀의 제6면을 배치하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 어셈블리를 어셈블링하는 방법.Disposing a sixth surface of the second battery cell on the second panel means. 제 7항에 있어서, 상기 제1열전도층은,The method of claim 7, wherein the first thermal conductive layer, 알루미늄으로 제조되는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 어셈블리를 어셈블링하는 방법.A method for assembling a battery cell assembly, characterized in that it is made of aluminum.
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